JPH08306355A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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Abstract
亜鉛缶の耐食性の低下を解消し、水銀、カドミウム、鉛
などの有害な重金属を用いることなく、亜鉛缶の耐食性
を向上させたマンガン乾電池を提供する。 【構成】 二酸化マンガンを正極活物質とし、亜鉛缶を
負極とするマンガン乾電池において、セリウムを合金成
分として添加した亜鉛缶を用いる。セリウムの添加量
は、亜鉛缶を構成する全金属中0.005〜1重量%が
好ましく、また、上記亜鉛缶にはマグネシウムやアルミ
ニウムを合金成分として添加してもよい。
Description
し、さらに詳しくは、水銀、カドミウム、鉛などの有害
な重金属を用いることなく、亜鉛缶の耐食性を向上させ
たマンガン乾電池に関するものである。
防止のために、水銀を電解液に添加したり、カドミウム
や鉛を亜鉛缶の合金成分として添加し、亜鉛と合金化さ
せていた。
水銀、カドミウム、鉛などの有害な重金属は使用するこ
とができなくなり、その結果、亜鉛缶の耐食性が低下
し、亜鉛缶から水素ガスが発生して、放電性能が低下す
るという問題が発生した。
ミウム、鉛などの使用廃止に伴う亜鉛缶の耐食性の低下
を解消し、水銀、カドミウム、鉛などの有害な重金属を
用いることなく、亜鉛缶の耐食性を向上させたマンガン
乾電池を提供することを目的とする。
金成分として添加した亜鉛缶を用いることによって、亜
鉛缶にカドミウムや鉛を添加せず、かつ電解液に水銀を
添加することなく、亜鉛缶の耐食性を向上させて、上記
目的を達成したものである。
る全金属中0.005〜1重量%程度が好ましく、特に
0.1〜0.2重量%程度が好ましい。セリウムの添加
量が上記範囲より少ない場合は、亜鉛缶の耐食性が充分
に向上せず、また製缶性も悪く、作製後の亜鉛缶の表面
に傷、曲がり、へこみなどの外観不良が生じ、セリウム
の添加量が上記範囲より多くなると、電位劣化や放電性
能の低下が大きくなる傾向がある。
ドミウムや鉛などの有害な重金属は添加しないが、製缶
性などを向上させる目的で、人体や環境に悪影響を及ぼ
すおそれのないマグネシウムやアルミニウムを亜鉛缶に
合金成分として添加してもよい。たとえば、マグネシウ
ムは硬さを増す上で有用であり、このマグネシウムの添
加量は、特に限定されるものではないが、通常、亜鉛缶
を構成する全金属中0.0001〜0.003重量%程
度が好ましい。また、アルミニウムは延性を付与する上
で有用であり、このアルミニウムの添加量は、特に限定
されるものではないが、通常、亜鉛缶を構成する全金属
中0.001〜0.1重量%程度が好ましい。
缶に鉛を添加していないが、亜鉛缶を作製する地金中に
鉛が30ppm以下の範囲内で混入している場合があ
り、それに基づいて亜鉛缶が鉛を30ppm以下の範囲
で含有する場合がある。ただし、30ppm以下の低い
鉛含有量であれば、鉛による環境や人体への影響はそれ
ほど多くないので、30ppm以下の含有量で亜鉛缶が
鉛を含有していてもよい。ただし、鉛を含有しない方が
好ましいことはいうまでもない。なお、最純亜鉛地金の
JIS規格はJIS−H2107で規定されているが、
このJIS−H2107の許容鉛含有量が30ppm以
下である。また、従来において亜鉛缶の耐食性を向上さ
せるために鉛を添加していた場合は、鉛の添加量は一般
に0.4重量%(4000ppm)程度であり、これに
比べれば30ppm以下という鉛含有量ははるかに少な
く、環境や人体への影響が少ない。
セリウムを合金成分として添加し、カドミウムや鉛を添
加していない亜鉛缶を用い、かつ水銀を使用しないが、
それらを除いては従来同様に構成することができる。た
とえば、正極活物質としては従来同様に各種の二酸化マ
ンガンを用いることができるし、また電解液も従来同様
に塩化亜鉛形の電解液、塩化アンモニウム型の電解液の
いずれも用いることができる。
して添加した亜鉛缶を用いることにより、水銀、カドミ
ウム、鉛などの有害な重金属を用いることなく、亜鉛缶
の耐食性を向上させたマンガン乾電池を提供することが
できる。
だし、本発明はそれらの実施例のみに限定されるもので
はない。なお、以下の実施例などにおいて、濃度を示す
%は重量%である。
に示す組成で合金成分として添加した亜鉛スラグを用
い、衝撃押出法によって単3形の亜鉛缶を作製し、その
外観不良率、圧縮強度および腐食減量を調べた。その結
果を表2に示す。なお、上記外観不良率、圧縮強度およ
び腐食減量の測定方法は次の通りである。
合金成分として添加した亜鉛スラグを用い、衝撃押出法
によって単3形亜鉛缶を1000個作製し、その外観を
検査して、傷・曲がり・へこみなどの発生を調べ、それ
によって外観不良率を求める。
秒の定速で荷重をかけ、2mm変形するのに要する荷重
を測定する。
鉛濃度が34%の塩化亜鉛水溶液からなるマンガン乾電
池用電解液に浸漬して密閉し、45℃で17日間放置す
る。そして、上記放置後、亜鉛缶を電解液から取り出
し、水洗後、乾燥して、再び重量を測定し、その重量減
少量を腐食減量とする。
ウムを合金成分として添加した実施例1〜4の亜鉛缶
は、セリウムを添加していない比較例1の亜鉛缶に比べ
て、外観不良の発生が少なく、かつ圧縮強度が大きく、
製缶性が良好であり、しかも腐食減量が少なく、耐食性
も良好であり、これら外観不良率、圧縮強度、腐食減量
に関して、鉛を合金成分として0.4%(4000pp
m)添加した比較例2の亜鉛缶と同程度の性能を有して
いた。
〜2の亜鉛缶(ただし、外観不良のないもの)を用い、
それ以外は常法に従い、図1に示す構造で単3形の塩化
亜鉛型マンガン乾電池を作製し、初度および45℃で3
0日間貯蔵後の開路電圧ならびに45℃で所定期間貯蔵
中のガス発生量を測定した。その結果を表3に示す。
て説明すると、図中、1は負極としての亜鉛缶、2はセ
パレータ、3は正極合剤、4は底紙、5は上蓋紙、6は
炭素棒、7は封口体、8は密封材、9は負極端子板、1
0は絶縁リング、11は熱収縮性樹脂チューブ、12は
正極端子板、13は絶縁リング、14は金属外装缶であ
る。
ぞれ表1に記載の金属を合金成分として添加した亜鉛ス
ラグを用いて作製したものである。セパレータ2はクラ
フト紙からなり、このセパレータ2の亜鉛缶1と接触す
る側の表面には糊材が塗付され、セパレータ2はその糊
材が亜鉛缶1に接触するようにして正極合剤3と亜鉛缶
1との間に配置されている。
とアセチレンブラックとの混合物に電解液を加えて混合
したものからなり、この電池の電解液としては34%塩
化亜鉛水溶液が用いられている。
ず、コップ状の亜鉛缶1の内部にセパレータ2、底紙4
および正極合剤3を挿入し、電解液を注入したのち、正
極合剤3上に上蓋紙5を配置し、予備プレス後、炭素棒
6を上蓋紙5の中央に設けた貫通孔を通して正極合剤3
中に挿入した。
し、炭素棒6の上端部近傍に密封材8を塗布し、中央に
透孔を有する封口体7を炭素棒6に嵌合し、亜鉛缶1の
底部外面側に負極端子板9を配置し、該負極端子板9の
周縁部に絶縁リング10を配置したのち、亜鉛缶1の側
面に熱収縮性樹脂チューブ11を配置し、加熱して上記
熱収縮性樹脂チューブ11を熱収縮させ、亜鉛缶1の側
面および亜鉛缶1の底部に配置した絶縁リング10上お
よび亜鉛缶1の上部に配置する封口体7の周縁部を被覆
した。
を嵌め込み、正極端子板12の外周縁部に絶縁リング1
3を配置したのち、金属外装缶14で各構成部材を軸方
向に締め付けるとともに外装して、図1に概略構造を示
すマンガン乾電池にした。
ちの40個について初度(組立直後)の開路電圧を測定
し、その後、45℃で30日間貯蔵し、再度開路電圧を
測定した。
日間貯蔵し、貯蔵中に発生するガス量を測定した。その
結果を表3に1日あたりのガス発生量で示す。なお、ガ
ス発生量の測定は、封口体に孔をあけ、その孔にチュー
ブを取り付け、電池内で発生したガスを上記チューブで
電池外の流動パラフィン中に導き、そのガス量を測定す
ることによって行った。表3中の開路電圧、ガス発生量
は、いずれも平均値である。
ウムを合金成分として添加した亜鉛缶を用いた実施例1
〜4の電池では、セリウムを添加していない亜鉛缶を用
いた比較例1の電池に比べて、ガスの発生量が少なく、
鉛を合金成分として0.4%(4000ppm)添加し
た亜鉛缶を用いた比較例2の電池と同等またはそれに近
いガス発生量であり、亜鉛缶の耐食性が向上していた。
ち、亜鉛缶の耐食性の向上はセリウムの添加量が多くな
るにつれてより顕著になるが、開路電圧はセリウムの添
加量の増加に伴って低下する傾向があり、放電性能面か
らはセリウムの添加量が多くなりすぎると好ましくない
ことも判明した。ただし、実施例1〜4の範囲では支障
をきたすほどの大きな開路電圧の低下はなかった。
金成分として添加したが、塩化セリウムの形で使用して
も、亜鉛缶の耐食性を向上させることもできる。たとえ
ば、塩化セリウムを水に溶解させて、水溶液状で亜鉛
缶の内表面に塗付し、亜鉛缶の内表面にセリウムとして
置換・析出させる方法、セパレータに塗付する糊材に
塩化セリウムを添加し、その糊材と共にセパレータに塗
付し、電池内で塩化セリウムが電解液に溶出し、それか
ら亜鉛缶に接触して、セリウムとして亜鉛缶の内表面に
置換・析出させる方法、塩化セリウムを電解液に溶解
させて電池内で電解液中の塩化セリウムが亜鉛缶の内表
面に接触し、亜鉛缶の内表面にセリウムとして置換・析
出させる方法などによって、亜鉛缶の耐食性を向上させ
ることができる。
示す部分断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 二酸化マンガンを正極活物質とし、亜鉛
缶を負極とするマンガン乾電池において、セリウムを合
金成分として添加した亜鉛缶を用いたことを特徴とする
マンガン乾電池。 - 【請求項2】 セリウムの添加量が、亜鉛缶を構成する
全金属中0.005〜1重量%である請求項1記載のマ
ンガン乾電池。 - 【請求項3】 亜鉛缶が、マグネシウムを合金成分とし
て添加したものである請求項1または2記載のマンガン
乾電池。 - 【請求項4】 マグネシウムの添加量が、亜鉛缶を構成
する全金属中0.0001〜0.003重量%である請
求項3記載のマンガン乾電池。 - 【請求項5】 亜鉛缶が、アルミニウムを合金成分とし
て添加したものである請求項1、2、3または4記載の
マンガン乾電池。 - 【請求項6】 アルミニウムの添加量が、亜鉛缶を構成
する全金属中0.001〜0.1重量%である請求項5
記載のマンガン乾電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12916095A JP3618140B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12916095A JP3618140B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | マンガン乾電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08306355A true JPH08306355A (ja) | 1996-11-22 |
JP3618140B2 JP3618140B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP12916095A Expired - Fee Related JP3618140B2 (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | マンガン乾電池 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3618140B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006125364A1 (fr) * | 2005-04-26 | 2006-11-30 | Asia Royal Development Limited | Pot en zinc de protection environnementale pour batterie et procede de fabrication de celui-ci |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP12916095A patent/JP3618140B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2006125364A1 (fr) * | 2005-04-26 | 2006-11-30 | Asia Royal Development Limited | Pot en zinc de protection environnementale pour batterie et procede de fabrication de celui-ci |
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